鈦金屬材料的發展

鈦金屬材料的發展

一位德國化學家於一七九四年(二O五年前)

發現了這個新的金屬元素，並把它命名為鈦。

命名的由來源自於古希臘神話中的泰坦神，

因為他認為鈦的超強度與超高的耐熔度，

正與泰坦神的偉大相輝映。



雖然鈦材質在二O五年前就被發現，

但由於提煉的過程相當不容易

(純鈦很容易與氧結合)，

所以科學家一直無法將其提煉成有用的物質金屬。

直到一九三八年，

杜邦公司研究出一種新的提煉方式"加鎂還原法"，

把蘊藏在地下的金紅礦石，

經過氯化、加鎂，讓它還原，成為海棉鈦。

至一九四三年，杜邦公司便開始大量生產鈦金屬產品。



何謂鈦金屬？



鈦是一種化學金屬元素，鈦的特性有：

重量輕(約為銅和鎳的一半重)、

強度高(比鋁強三倍，比鐵強二倍)、

抗腐蝕(媲美白金與黃金)、

物理性(抗過敏性及致癌性)，

且是唯一800℃時能在氯氣中燃燒的金屬。

杜邦公司在一九五O年代時,由於提煉過程不易，

鈦材質產量少且昂貴，

故早期鈦金屬只運用於航空宇宙科學、

航海科學及能源科學等高科技發展上。

而日常生活用品是到一九六五年才開始運用到鈦材質。

最早的鈦金屬鏡架是在1980年,

有人發明了「鉚釘式的鈦鏡架」，

鈦金屬是一個非常不容易焊接的材質，

早期沒有較好的方式來做連接處理，

就用鉚釘式的方式把它釘在一起。



而一九八一年時，

工廠就開始再鈦材質外面包覆一層鎳，以方便焊接。

在市場的競爭與製作方式的日益革新，



一九八二年日本MARUMAM公司率先推出

全世界的第一付全純鈦金屬鏡架。



一九八四年也有工廠推出鍍鎳的鈦鏡架。

而此種鏡架價格與純鈦鏡架價格就有很大的差別。






鈦鏡架的分類



全純鈦：鏡架除了螺絲及塑膠腳套外，金屬部份全部由鈦材質所製成。



鎳包鈦：框線為鈦材質，表面使用包鎳材質，而現在此種鏡架已不復存在



拼裝鈦：由於生產鎳包鈦成本較高而且需要更新設備，

故在未更新前，拼裝鈦鏡架應勢而生，

然而此種產品很危險，因為每一種金屬都有

不同的熔點，硬是將其組合在一起便會非常脆弱。



早期鎳包鈦鏡架經過壓平角度時，

它的框線分佈無法像工廠原先生產的那麼平均，

所以在使用後，

鎳和鈦包覆的那一層會斷裂掉而沒辦法再焊接修理，

包括拼裝鈦也有此種情形。



鍍鎳鈦：為了降低成本，讓生產上更方便，

也有工廠研究出用鈦金屬鍍上鎳金屬。

如此便可用傳統的焊接技術處理。


如何區別純鈦鏡架？

＊檢查是否有磁性反應

＊檢查鉸鍊的結構

＊用化學試劑檢查

＊用導電指數測試

我們可以將磁鐵置於桌上，再將鏡架靠過去，

若有產生磁性反應的就不是純鈦鏡架。

亦可檢查其鉸鍊結構，

純鈦眼鏡會在鉸鍊放置二個塑膠或金屬的襯墊，

來避免開關時產生摩擦而卡死腳鍊，

非純鈦鏡架不會有鉸鍊襯墊。

另外，因不同的金屬有不同的導電能力，

所以用導電指數也可測出是否為純鈦金屬。



現在的消費者除了在意美觀之外，

也很注重安全性，

像歐美國家就有規定凡是與人體肌膚有接觸的物品

(如眼鏡、手錶、項鍊等)，

若含有鎳成分都必須標示出來。

因為鎳有時會致使白人的皮膚產生病變或皮膚癌，

故生產廠商及店家都有告知的義務。





鈦金屬的特性



重量輕：約為銅與鎳的的一半重

強度高：比鋁強3倍，比鐵強2倍

抗腐蝕：抗腐蝕性，媲美白金與黃金

物理性：抗過敏性及致癌性>





鈦金屬材質結構:



α鈦 ：早期生產的材質，鈦的結構密度相當高，

較容易塑造成型且容易加工。

在加溫的過程中，若超過攝氏860度以上，

分子結構便會產生變化而變成β鈦的結構，

其晶體有時會無法恢復原狀，

故使用過後會發生框線斷裂現象。



β鈦 ：密度結構較為鬆散，硬度較高，所以加工不易。



αβ鈦：介於α鈦與β鈦的中間，可解決α鈦及β鈦的缺點。



同樣為α鈦，加上不同少數(量)的金屬可加強拉張強度。

現在純鈦眼鏡最容易出現的問題即在於鼻墊，

因為它的結構很細，且每個人的鼻高不一樣，

經過幾次扳折調整後，常會因此而產生斷折。



Ti-Ni鈦也就是所謂的記憶金屬，

它是由49-51%鎳或銅加上純鈦煉成的合金，

是一種超彈性的金屬材質；

製造工廠可在400℃的環境下設定其形狀；

若鏡框變形，經加溫後可回復原狀。